|
|
Adenylát cyklázový toxin bakterie Bordetella pertussis: mechanizmus úniku draselných iontů z makrofágů
Pospíšilová, Eva ; Mašín, Jiří (vedoucí práce) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Adenylát cyklázový toxin-hemolyzin (ACT, CyaA) je klícovým faktorem virulence bakterie Bordetella pertussis, která zpusobuje onemocnení cerný kašel. CyaA se váže na fagocytické bunky s receptorem CD11b/CD18 na povrchu a vykazuje dve ruzné aktivity. Jedna je spojena s prekurzorem toxinu, který oligomerizuje a tvorí v membráne bunky malé kation selektivní póry. Druhá souvisí s prekurzorem, jenž pravdepodobne funguje jako monomer. Ten translokuje enzymatickou adenylát cyklázovou doménu do cytozolu bunky, pri cemž dochází též ke vstupu vánenatých iontu do bunky. Adenylát cyklázová doména váže po translokaci bunecný kalmodulin a katalyzuje rychlou premenu bunecného ATP na cAMP. V této práci jsme ukázali, že CyaA zpusobuje rovnež únik draselných iontu z CD11b+ bunek. Dále jsme ukázali, že k úniku draselných iontu je nutná vazba CyaA na receptor CD11b/CD18 a permeabilizace membrány póro-tvorným prekurzorem. Divoký typ toxinu zpusobuje únik draselných iontu se stejnou kinetikou jako enzymaticky inaktivní verze toxinu, jenž není schopna tvorit cAMP. Únik draselných iontu zpusobený CyaA tedy není ovlivnen zvýšenou hladinou cAMP ani cAMP signalizací zpusobenou tímto toxinem. Zkrácená verze toxinu (CyaA-AC), s odstranenou AC doménou, mela i pres svojí normální hemolytickou aktivitu na erytrocytech i na umelých...
|
|
| |
|
|
Supported Phospholipid Bilayers and their Interactions with Proteins Studied by Ellipsometry, Atomic Force Microscopy and Confocal Fluorescence Microscopy
Macháň, Radek ; Hof, Martin (vedoucí práce) ; Fidler, Vlastimil (oponent) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Podporované lipidové dvojvrstvy sloužily jako umělý model biologických membrán při studiu membránové aktivity 5 vybraných antimikrobiálních peptidů. Hlavními experimentálními technikami byly elipsometrie, laserová řádkovací mikroskopie a fluorescenční korelační spektroskopie. Základní principy použitých experimentálních technik jsou vysvětleny v této práci s přihlédnutím k jejich stránkám podstatným pro charakterizaci lipidových dvojvrstev. Ve stručnosti je shrnut biologický význam antimikrobiálních peptidů a jejich působení na biologické membrány a jsou představeny základní vlastnosti vybraných peptidů. Následuje rozbor hlavních typů experimentálních studií a interpretace jejich výsledků. Morfologické změny lipidových dvojvrstev byly zkoumány elipsometrií a laserovou řádkovací mikroskopií. Nejzajímavější jevy byly pozorovány v případě melittinu, který vyvolal vznik dlouhých lipidových trubic vystupujících z dvojvrstvy. Laterální difúze lipidů měřená fluorescenční korelační spektroskopií vypovídá o uspořádání dvojvrstvy na vzdálenostech pod rozlišením optické mikroskopie.
|
|
|
Studium interakce houby Pleurotus ostreatus a bakteriálních kultur na abiotickém nosiči - morfologická, biochemická a proteomická analýza
Kozická, Barbora ; Petráčková, Denisa (vedoucí práce) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Ligninolytické houby jsou významné svými biodegradačními schopnostmi, které lze využít při odstraňování mnoha významných polutantů z životního prostředí, včetně průmyslových barviv. Jako zástupce této skupiny hub byl vybrán Pleurotus ostreatus a byla vytvořena modelová situace pro jeho průmyslové využití při dekolorizaci textilního barviva Remazol Brilliant Blue R (RBBR), které je odpadním produktem textilního průmyslu. Houba byla imobilizována na inertním nosiči (kostky polyuretanové pěny) v neprůtokovém "fixed- bed" bioreaktoru a byla simulována kontaminace houbového filtru bakteriemi, kterou lze předpokládat v praktické aplikaci při čištění odpadních vod. Jako modelová bakterie byla zvolena bakterie Rhodococcus erythropolis. Cílem této práce bylo studium vzájemných interakcí houby a bakterie v bioreaktoru při dekolorizaci barviva. Degradační schopnosti houby byly sledovány na základě produkce ligninolytických enzymů, jež se uplatňují v procesu dekolorizace. Při pozorování růstu směsné kultury houby a bakterie v bioreaktoru bylo zjištěno, že R. erythropolis v kokultuře s P. ostreatus nerostl, došlo k vymizení bakterií z kultivační tekutiny. Bylo prokázáno, že ani vysoká koncentrace houbového enzymu lakázy v médiu, změna pH média vlivem růstu P. ostreatus nebo snížení množství glukózy v médiu...
|
|
| |
|
|
Cytoplasmic membrane of Bacillus subtilis Regulation of the physical parameters
Beranová, Jana ; Konopásek, Ivo (vedoucí práce) ; Branny, Pavel (oponent) ; Holoubek, Aleš (oponent)
Bacillus subtilis, modelová Gram-pozitivní bakterie, uplatňuje při adaptaci své membrány k nízkým teplotám dva odlišné mechanismy: 1) Při dlouhodobé adaptaci k nižším teplotám dochází ke zvýšení poměru anteiso/iso-větvených mastných kyselin v membránových lipidech. 2) Po náhlém poklesu teploty je indukována syntéza desaturázy (Des), proteinu, který v aerobních podmínkách desaturuje řetězce mastných kyselin v lipidech cytoplazmatické membrány. Transkripce genu des, kódujícího desaturázu mastných kyselin, je indukována zvýšením uspořádanosti membrány. Pro indukci transkripce genu des je nezbytná účast dvoukomponentového systému DesK-DesR. V této práci jsem sledovala, jak kultivační podmínky ovlivňují mechanismus adaptace membrány B. subtilis k nízkým teplotám. Použity byly metody fluorescenční spektroskopie, analýza mastných kyselin, diferenciální skenovací kalorimetrie a metody molekulární biologie. V první části práce jsem se zabývala vlivem složení kultivačního media na chemické složení a biofyzikální parametry cytoplazmatické membrány B. subtilis během růstu v optimální (40 řC) a suboptimální (20 řC) teplotě. Srovnávala jsem komplexní medium s glukózou bohaté na živiny a dvě média minerální obsahující buď glukózu nebo glycerol jako zdroj uhlíku. Získaná data jasně ukazují zásadní vliv složení...
|
|
|
Úloha RTX domény v aktivitě adenylátcyklázového toxinu z Bordetella pertussis
Klímová, Nela ; Bumba, Ladislav (vedoucí práce) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Adenylátcyklázový toxin (CyaA) bakterie Bordetella pertussis je protein sestávající z 1706 aminokyselin, obsahující na svém N-konci enzymatickou adenylátcyklázovou (AC) doménu a na C-konci repetitivní RTX (z angl. Repeat-in-Toxin) doménu. Přítomnost RTX domény řadí CyaA do rodiny tzv. RTX proteinů, sekretovaných z cytosolu gramnegativních bakterií sekrečním aparátem typu I (T1SS). RTX doména CyaA se skládá z pěti bloků nonapeptidových RTX repetic s konsenzuální sekvencí X-(L/I/V)-X-G-G-X-G-X-D. Cílem této práce bylo určit úlohu RTX domény v biologické aktivitě CyaA a její vliv na sekreci toxinu z buněk Bordetella pertussis. Systematická deleční analýza bloků RTX repetic ukázala, že žádná z připravených delečních variant toxinu nebyla schopna translokovat AC doménu přes cytoplazmatickou membránu do cytosolu cílových buněk a tvořit póry v membránách těchto buněk. Odstranění jednotlivých bloků RTX repetic vedlo navíc k nízké efektivitě sekrece mutant do vnějšího prostředí bakterie. Z těchto dat vyplývá, že strukturní celistvost RTX domény CyaA hraje klíčovou úlohu nejen v cytotoxické aktivitě proteinu, ale napomáhá i při jeho sekreci přes T1SS.
|
|
|
Spr0334, nový protein buněčného dělení u Streptococcus pneumoniae.
Štekerová, Nela ; Doubravová, Linda (vedoucí práce) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Spr0334, nový protein buněčného dělení u Streptococcus pneumoniae Streptococcus pneumoniae je významný lidský patogen. Tato bakterie kóduje ve svém genomu jediný gen pro serin/threoninovou proteinkinasu eukaryotního typu nazvanou StkP. StkP reguluje mnoho fyziologických procesů, jako např. patogenezi, kompetenci pro genetickou transformaci, rezistenci k různým druhům stresů a rezistenci k antibiotikům. Rovněž ovlivňuje transkripci celé řady genů účastnících se biosyntézy buněčné stěny, pyrimidinového metabolizmu, oprav DNA a příjmu železa. Současné studie ukázaly, že StkP je lokalizována v buněčné přepážce a významným způsobem reguluje buněčné dělení a morfologii. Mezi její substráty patří mimo jiné proteiny buněčného dělení DivIVA, FtsZ a FtsA. Porovnáním fosfoproteomových map divokého kmene a kmene ΔstkP S. pneumoniae bylo prokázáno, že StkP in vivo fosforyluje několik substrátů, mezi něž patří i membránový protein Spr0334. Hmotnostní spektrometrií byla určena místa fosforylace proteinu Spr0334, a to threonin 67 a threonin 78. Dále bylo zjištěno, že je protein Spr0334 lokalizován v buněčné přepážce, což vedlo k hypotéze, že by mohl být dalším proteinem buněčného dělení u S. pneumoniae. Hlavním záměrem této diplomové práce bylo přiblížit funkci neznámého proteinu Spr0334 u S. pneumoniae a zjistit vliv...
|
|
|
Charakterizace32,33-didehydroroflamykoinu - sekundárního metabolitu Streptomyces durmitorensis
Koukalová, Alena ; Černý, Jan (vedoucí práce) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Streptomycety jsou půdní Gram-pozitivní vláknité bakterie, produkující širokou škálu pigmentů a biologicky aktivních látek včetně makrolidových antibiotik. Některé z nich jsou využívány v lékařství jako antibiotika a antimykotika, jiné se uplatňují v biologickém výzkumu jako molekuly vhodné pro fluorescenční značení membrán a detekci cholesterolu. Aktinomyceta Streptomyces durmitorensis (kmen MS405T ) je bakterie izolovaná z půdních vzorků národního parku Durmitor v Černé Hoře. Produkuje sekundární metabolit 32,33-didehydroroflamykoin (DDHR), který je strukturně velmi podobný roflamykoinu a příbuzný s široce využívaným makrolidem filipinem. DDHR vykazuje cytotoxickou aktivitu vůči savčím buňkám a kvasinkám Saccharomyces cerevisiae kmene EGY48, zároveň má zajímavé fluorescenční vlastnosti. Interaguje s buněčnými membránami, díky své fluorescenci umožňuje vizualizovat některé membránové struktury (např. lysozomy), způsobuje desintegraci membrán, což vede k přestavbě aktinového a tubulinového cytoskeletu a při vyšších koncentracích k nekróze buněk. Po vazbě na cholesterol v membránách se snižuje intenzita fluorescence DDHR. Molekula se vyznačuje schopností vizualizovat aberantní lysozomy, čehož lze potenciálně úspěšně využít v diagnostice některých lysozomálně střádavých chorob.
|
|
|
Model membranes studied by advanced fluorescence techniques and molecular dynamics simulations
Melcrová, Adéla ; Hof, Martin (vedoucí práce) ; Heyda, Jan (oponent) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Úvod této práce se věnuje popisu biofyzikálních vlastností modelů plazmatic- ké membrány během procesů buněčné signalizace, jako je zvýšená koncentrace cytosolické koncentrace vápníku nebo posttranslační modifikace membránových proteinů. Vápníková signalizace je charakteristická rychlým nárůstem koncen- trace vápníku v cytosolu buňky. V našem výzkumu jsme identifikovali specifická vazebná místa pro vápník a charakterizovali jeho vázání v modelech plazmatic- ké membrány se vzrůstající složitostí. Začali jsme s nejjednodušším modelem dvouvrstvy fosfolipidů, dále obohacené o cholesterol a peptidy. Nejsložitějším modelem pak jsou membrány extrahované z buněk HEK293. V experimentech používáme metodu časově závislého posunu fluorescence, která poskytuje přímou informaci o hydrataci a mobilitě v definovaných místech studované membrány. Experimenty jsou doplněny o molekulárně dynamické (MD) simulace, díky kterým získáme molekulární detail studovaných interakcí. Signalizace PAG proteinu je spuštěna jeho dvojí palmitoylací. Naše studium je zaměřeno na změny v biofyzikálních charakteristikách jak samotného peptidu, tak okolní lipidové membrány po připojení těchto palmitoylů. Za pomoci ato- mistických MD...
|
host ::
RSS.